Nanoteknologi för framtida växtskydd

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Nanoteknologi för framtida växtskydd"

Niklas Bergström
för 5 år sedan
Visningar:

1 Nanoteknologi för framtida växtskydd Vadim Kessler, Gulaim Seisenbaeva Oorganisk kemi och Bionanotechnologi Nationella Växtskyddskonferensen 14:e November 2018

2 Naturens nanoteknologi Mikroalger Pärlemor Växtvävnader Magnetiska organ Pärlor Benvävnad

3 Naturens egna lösningar med mineralnanopartiklar SiO 2 /TiO 2 + protein CaCO 3 + kolhydrater & silkesproteiner SiO 2 + cellulos FeO x + proteiner Ca 5 (PO 4 ) 3 OH + proteiner & kolhydrater

Mineralnanopartiklar Livet har uppstått och utvecklats i ständigt närvaro av mineralnanopartiklar som jämt uppstår genom vittring av mineral

4 Mineralnanopartiklar Livet har uppstått och utvecklats i ständigt närvaro av mineralnanopartiklar som jämt uppstår genom vittring av mineral vid havsbotten genom upplösning och utfällning från vatten innehållande kolsyra. CaSiO 3 + CO 2 (aq) CaCO 3 + SiO 2 ; F TiO +O +HO F O(OH) + TiO

5 Nanoteknologi med mineralnanopartiklar Målet är : Att använda naturens egna nanomaterial Att nyttja naturens egna reaktioner Att Identifiera rollen av mineralnanopartiklar i växtinteraktioner och använda den för att öka stresstolerans hos grödor

för produkter av bionedbrytning av titanat-mineral 3[Ti 4 O 4

6 Biosyntes av mineralnanopartiklar Kemisk jämvikt bakom bildningen av TiO 2 nanopartiklar from TiBALDH/TALH, modellen för produkter av bionedbrytning av titanat-mineral 3[Ti 4 O 4 (Lactate) 8 ] 8 +8NH 4 + 8[Ti(Lactate) 3 ] 2 + 4TiO 2 +8NH 3 + 4H 2 O

riktigt höga koncentrationer av titanoxid.

7 Bioeffekter av mineralnanopartiklar Tobacco pollen som modellsystem Växtembryonerna utvecklas problemfritt i närvaro av riktigt höga koncentrationer av titanoxid. Ingen effekt observeras upp till Ca. 120 g/ml där utvecklingen förhindras mekanisk av gelbildning.

8 Effektiv syntes av mineralnanopartiklar Elektriskt laddade/protoniserade partiklar är stabila i vattenlösningar WO Ti(OR) 4 + H 3 O + /H 2 O =

Mineralnanopartikles från kolloidlösning

9 Nano Bioteknologi Material för hållbar biokontroll (Formas, ERA-NET Baccoat ): Affinitet till phospholipider och teichoic acid phosphat grafting. Mineralnanopartikles från kolloidlösning skapar först skal på mikroorganismerna artificiella sporer

10 Bioinkapsling med hjälp av nano TiO 2 Lactobacillus plantarum, 10% CaptiGel Burkholderia phytofirmans, 1% CaptiGel 33010

11 Nano Bioteknologi Växtskydd mot svaminfektioner med hjälp av biokontroll mikroorganismer. Förstärkning av bildning av biofilm på rötterna.

12 Motstånd mot köldstress

13 Motstånd mot köldstress

14 Nano Bioteknologi Enzym-liknande aktivitet av järnoxid-partiklar Z.W. Chen et al. ACS Nano 2012, 6,

15 Nano Bioteknologi IONP as nanozymes catalase like activity Hydrogen peroxide concentration in leaf tissue Nanoscale Res Lett

16 Nano Bioteknologi IONP as nanozymes catalase like activity Amount of lipid peroxidation Nanoscale Res Lett

17 Nano Bioteknologi Plant growth and chlorophyll before drought Nanoscale Res Lett

18 Slutsatser: Hybridmaterial erbjuder breda applikationsperspektiv tack vare att de möjliggör att man kombinerar organiska/biologiska och oorganiska funktioner Typiska sandmineral erbjuder biokompatibla nanopartiklar, för applikation i bl.a. växtskydd Mineralnanopartiklar spelar en aktiv roll i växtinteraktioner, förmodligen genom att ansluta till fosfatfunktioner i cellmembraner Mineralnanopartiklar kan agera som nanozymer och lindra stressrespons hos växter.

19 Tack till: Vinnova projekt Nanoformuleringar för innovativ betning av uppsäde Formas projekt Nanoteknologi för innovativt skydd mot skadeinsekter Kollegor på SLU Prof. Johan Meijer, Dr. Martin Palmqvist, Dr. Sarosh Bejai, Dr. Fredrik Heyman, och på AIT Dr. Birgit Mitter, Dr. Claudia Preininger BioAgri AB, Saatbau Linz AG

Relevanta dokument

JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 3(3)

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 3(3) mer löslighetsprodukt! Repetition Henderson-Hasselbach ekvationen för beräkning av ph i buffert - OK att använda - viktigast